实验一  电力系统元件的模型认识及操作
一、综合自动化实验教学系统由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成。
1．发电机组
它是由同在一个轴上的三相同步发电机（SN=2.5kVA，VN=400V，nN=1500r.p.m），模拟原动机用的直流电动机（PN=2.2kW，VN=220V）以及测速装置和功率角指示器组成。
直流电动机、同步发电机经弹性联轴器对轴联结后组装在一个活动底盘上构成可移动式机组。
2．实验操作台
实验操作台是由输电线路单元、微机线路保护单元、负荷调节和同期单元、仪表测量和短路故障模拟单元等组成。其中负荷调节和同期单元是由“TGS-04型微机调速装置”、“WL-04B微机磁励调节器”、“HGWT-03微机准同期控制器”等微机型的自动装置和其相对应的手动装置组成。
（1）输电线路采用双回路远距离输电线路模型，每回线路分成两段，并设置中间开关站，使发电机与系统之间可构成四种不同联络阻抗，便于实验分析比较。
（2）“YHB-Ⅲ型微机线路保护”装置具有过流选相跳闸、自动重合闸功能，备有事故记录功能，有利于实验分析。在实验中可以观测到线路重合闸对系统暂态稳定性影响以及非全相运行状况。
（3）“TGS-04型微机调速装置”具有测量发电机转速、测量电网频率、测量系统功角、手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调速以及过速保护等功能。
（4）“WL-04B微机励磁调节器”其励磁方式可选择：它励、自并励两种：控制方式可选择恒UF、恒IL、恒、恒Q等四种；设有定子过电压保护和励磁电流反时限延时过励限制、最大励磁电流瞬时限制、欠励限制、伏赫限制等励磁限制功能；设有按有功功率反馈的电力系统稳定器（PSS）；励磁调节器控制参数可在线修改，在线固化，灵活方便，并具有实验录波功能，可以记录UF、IL、UL、P、Q、等信号的时间响应曲线，供实验分析用。
（5）HGWT-03微机准同期控制装置，它按恒定越前时间原理工作，主要特点如下：①可
选择全自动准同期合闸；②可选择半自动准同期合闸；③可测定断路器的开关时间；④可测定合闸误差角；⑤可改变频差允许值，电压差允许值，观察不同整定值时的合闸效果；⑥按定频调宽原理实现均频均压控制，自由整定均频均压脉冲宽度系数，自由整定均频均压脉冲周期；观察不同整定值时的均频均压效果；⑦可观察合闸脉冲相对于三角波的位置，测定越前时间和越前角度；⑧可自由整定越前（开关）时间；⑨输出合闸出口电平信号，供实验录波之用。
（6）仪表测量和短路故障模拟单元由各种测量表计及其切换开关、各种带灯操作按钮和各种类型的短路故障操作等部分组成。
实验操作台的“操作面板”上有模拟接线图，操作按钮与模拟接线图中被操作的对象结合起来，并用灯光颜表示其工作状态，具有直观的效果。
实验数据可以通过测量仪表和LED数码显示得出，还可显示出同步发电机功率角、可控硅角等量。同时可以通过数字存贮示波器，观测到发电机电压、系统电压、励磁电压以及准同期时的脉动电压等电压波形，甚至可以观测各可控硅上的电压波形以及各种控制的脉冲波形，还可以同时观测到同步发电机短路时的电流、电压波形等。
3．无穷大系统
无穷大电源是由15kVA的自耦调压器组成。通过调整自耦调压器的电压可以改变无穷大母线的电压。
试验操作台的“操作面板”上有模拟接线图、操作按钮和切换开关以及指示灯和测量仪表等。操作按钮与模拟接线图中被操作的对象结合在一起，并用灯光颜表示其工作状态，具有直观的效果。红灯亮表示开关在合闸位置，绿灯亮表示开关在分闸位置。
在实验操作台的“操作面板”左下方有一个“电源开关”（开关对应的图中符号为“QA”），此开关向整个台体提供操作电源和动力电源，以及四台微机装置的工作电源，并给信号灯用直流24V稳压电源供电。
原动机及其调速系统
原动机是一台2.2KW直流电动机，其励磁为恒定方式，调节其电枢电压来改变电机出力，电枢电压的供电电源是由市电380V交流电源通过整流变压器降压后，经可控硅整流再通过平波电抗器半波后供给的，可控硅的控制是由“操作面板”左下部的“TGS-04型微机调速装置
”完成，其开机方式有三种供选择：
（1）、模拟方式开机，它是通过调整指针电位器来改变可控硅输出电压；
（2）、微机手动开机方式，它是通过增速、减速按钮来改变发电机的转速；
(3)、微机自动开机方式，它是由微机自动将机组升到额定转速，并列之后，通过增速、减速按钮来改发电机的功率。
同步发电机的开机运行必须给其原动机提供一个电源，使发电机组逐步运转起来。传统方法是用人工的方法调节其电枢或者励磁电压，使发电机组升高或降低转速，达到预期的转速。这种方法已逐渐不适应现代设备的高质量要求，采用微机调速装置既可以用传统的人工调节方法，又可以跟踪系统频率进行自动的调速，这样既简单又快速地达到系统的频率，具有很好的效果。
TGS-04型微机调速装置具有以下功能：
1． 测量发电机转速
2． 测量系统功角
3． 手动模拟调节
带灯4． 微机自动调速
（1）手动数字调节
（2）自动调速
信号指示灯11个
（1）检查输出量是否为零指示灯一个，即“输出零”指示灯，当控制量为零时亮。
（2）开机方式选择指示灯三个，即“模拟方式”、“微机自动”、“微机手动”指示灯，当选中某一方式时，对应灯亮。
（3）并网信号指示灯一个，即“并网”指示灯，当发电机开关合上时亮光。
（4）装置运行指标灯一个，即“微机故障”指示灯，闪烁时表示微机调速装置运行正常。
（5）监视测速传感器运行指示灯一个，即“光电故障”指示灯。
（6）增减速操作指示灯二个，即“增速”、“减速”指示灯，当按增、减速按钮或者远方控制增、减速时对应指示灯亮（如微机准同期控制器发增、减速命令）。
二、  模拟方式下的开、停机操作
1. 将指针式电位器（旋钮）调整至零，在“微机调速”面板上的“开机方式”选择区，按下“模拟方式”按钮，此时“模拟方式”指示灯亮，即选择的开机方式为“模拟方式”。
微机调速装置输出为零时，即“输出零”指示灯亮。此时为“模拟方式”的手动开机作准备。
2. 在“操作面板”上按下“原动机开关”的“红按钮”，其“红按钮”的指示灯亮，“绿按钮”指示灯灭，表示可控硅整流装置上已有三相交流电源。
同时，可控硅冷却风扇运转，发电机测功角盘的频闪灯亮，为发电机开机作准备。
3. 在“微机调速”面板上的“模拟调节”区顺时针旋转指针电位器，增加输出量，加大可控硅导通角，此时“输出零”指示灯灭。
接着旋转电位器，可以观察“原动机电压”表有低电压指示。
继续旋转电位器，可以观察到2.5kVA的发电机组开始顺时针启动加速，此时应观察机组稳定情况，监视发电机转速。
然后缓慢加速直至到额定转速即1500r/min，待发电机励磁投上以后，调整发电机频率为50Hz。
4. 当发电机与无穷大系统并列以后。此时再顺时针旋转电位器，即为增加发电机输出有功功率，逆时针旋转电位器，即为减少有功功率，同时可以观测到功率角的变化。
5. 试验完毕后的停机步骤：
首先应该将发电机输出的有功功率、无功功率调至为零。
然后将发电机与系统解列，即跳开“发电机开关”。
将发电机逆变灭磁或者跳开励磁开关灭磁。
逆时针旋转模拟调节指针电位器，使其输出为零，即“输出零”指示灯亮，这时机组速度随惯性减为零。
按下“原动机开关”的“绿按钮”，其“绿按钮”的指示灯亮，“红按钮”的指示灯灭，表示原动机的动力电源已切断。
同时可控硅冷却风扇停止运转，发电机测功角盘的频闪灯灭。
在“开机方式”选择区松开“模拟方式”按钮，“模拟方式”指示灯灭，“微机自动”指示灯亮，即结束了模拟方式的开停机操作，为下一次试验作
三、 微机自动方式下的开、停机操作
1.  当微机调速装置的按钮全松开时，则“开机方式”选择为“微机自动方式”，此时“微机自动”指示灯亮，数码管显示“发电机转速”为零，“控制量”为零。
2.合上“原动机开关”即给三相可控整流装置供电。
3.  按下“停机/开机”按钮，此时“开机”指示灯灭，则“控制量”自动增加，可控硅导通角逐渐增
大，“原动机电压”表的电压值也在增大，发电机开始启动，然后逐渐逼近额定转速。
4.  给上励磁电压后，当满足同期条件时，发电机与系统并列即“发电机开关”合上，“并网”指示灯亮；
当同期条件不满足时，可以通过“微机调节”区的“增速”、“减速”按钮来调节发电机转速，也可通过微机准同期控制器，自动调节发电机转速。
5.  当并网成功后（冲击电流很小），数码管显示功率角接近为零；
“=0”通过“显示切换”按钮可以分别看到“发电机转速”、“可控硅控
制量”、“发电机功率角”等量。
6. 当需要增加或减少发电机有功功率时，可通过“增速”或“减速”按钮来改变其功率大小，此时可以看到功率角的大小变化。
7. 当需要停机时，应先将发电机的有功、无功减至零；
然后将发电机与系统解列，即跳开“发电机开关”；
再将发电机逆变灭磁或者跳开励磁开关灭磁；
松开“停机/开机”按钮，此时“开机”指示灯灭，“停机”指示灯亮，控制量递减直至为零，发电机减速逐渐停止转动。
8.  当发电机转速为零时，跳开“原动机开关”时，可控硅冷却，风扇停止运转，发电机测功角盘的频闪灯灭，即微机自动方式下的开停机操作结束。
四、  微机手动方式下的开、停机操作
1.  在“开机方式”选择区，按下“微机方式”，则开机方式选择为微机手动方式，此时“微机手动”指示灯亮。
2. 合上“原动机开关”即给三相可控整流装置供电。
3. 按下“停机/开机”按钮，此时“开机”指示灯亮，“停机”指示灯灭。调速器处于待命状态。
4. 在“微机调节”区按下“增速”按钮，同时“增速”指示灯亮，则调速装置显示的“控制量”增加，原动机的电枢电压也增加，发电机开始缓慢启动，转速开始上升；松开“增速”按钮，对
应指示灯灭，显示的“控制量”变化停止，由于惯性的影响，发电机转速将会继续增大，逐渐稳定在某一频率，转速相对稳定。
5. 继续按“增速”按钮，转速也继续上升，同时调节发电机到额定转速，然后建立电压与系统并列，“并网”指示灯亮。
6. 并网以后再按“增速”、“减速”按钮则增加、减少发电机有功功率，同时也改变了发电机对系统的功率角。
7.  当试验完毕，准备停机时，应先将发电机的有功、无功减至零；
然后将发电机与系统解列，即跳开“发电机开关”；
再将发电机逆变灭磁或者跳开励磁开关灭磁；
按“减速”按钮，显示的“控制量”缓慢减小，发电机转速逐渐降低，当“控制量”递减直至为零时，发电机减速，逐渐停止转动；
松开“停机/开机”按钮，并松开“微机方式”按钮；
跳开“原动机开关”即完成了微机手动方式下的开、停机操作，为下一次试验作准备。
注意：由于惯性影响，发电机转速会滞后控制量，操作时应予以注意。
实验二  电力系统潮流实验
PS-7G型电力系统微机监控试验台是一个高度自动化的、开放式多机电力网综合试验系统，它建立在WDT-ⅢC（或WDT-Ⅳ）型电力系统综合实验平台的基础之上，将多个实验平台联接成一个大的电力系统，并配置微机监控系统实现电力系统“四遥”功能。它能够反映现代电能的生产、传输、分配和使用的全过程，充分体现现代电力系统高度自动化、信息化、数字化的特点，实现电力系统的检测、控制、监视、保护、调度的自动化。